JP4601801B2 - 易開封性包装材料及びそれを用いた易開封性容器 - Google Patents

易開封性包装材料及びそれを用いた易開封性容器 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、易開封性包装材料及びそれを用いて製造された易開封性容器に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、イージーピール性を有する易開封性包装材料は、そのヒートシール後の剥離機構から、界面剥離タイプと凝集破壊タイプとに大別される。後者の凝集破壊タイプの易開封性包装材料は、そのピール層(シーラント層)の樹脂が開封時に内部凝集破壊を生じることにより、イージーピール性を発現するものである。
このようなピール層の樹脂として、例えば、エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA樹脂)にワックスや粘結材などをブレンドした樹脂、ポリオレフィン系樹脂にポリスチレン系樹脂をブレンドした樹脂、ポリエチレンにポリプロピレンをブレンドした樹脂などの非相溶ポリマーアロイが知られており、これらはピール強度のシール温度安定性のほか、挟雑物介在シール性、耐内容物性に優れているという特徴がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような凝集破壊タイプの易開封性包装材料でも、実際に、例えば容器の蓋材として、ヒートシールして使用した場合、開封時にヒートシール部の剥離面にピール層の樹脂が繊維状に残存する所謂糸ひき現象を生じやすいという問題があった。
また、ピール強度自体の調節が難しいため、例えば、内面にポリエチレン層がコートされた紙容器などの蓋材として使用した場合、開封時の剥離強度が強すぎて、紙容器の紙層が破壊され、所謂紙ムケ現象を生じやすいという問題もあった。
更に、前記従来のピール層の樹脂は、押し出しコート法などで基材の紙、プラスチックフィルム、金属箔などの面に積層した場合、カールを生じやすく、特に枚葉の蓋材として容器にヒートシールする際、自動供給などハンドリングにトラブルを生じることが多いという問題もあった。
【0004】
本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、カールが小さく、ヒートシール後の開封時に、糸ひきや紙ムケなどを生じることがなく、適度のピール強度で剥離することのできる凝集破壊タイプの易開封性包装材料及びそれを用いた易開封性容器を生産性よく提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
前記の課題は、以下の本発明により解決することができる。
即ち、請求項1に記載した発明は、少なくとも基材とシーラント層との積層体で形成され、該シーラント層が、低密度ポリエチレン100重量部に対してポリブテン−1が33〜82重量部の割合で混合されてなる樹脂層(A)と、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体よりなる樹脂層(B)との共押し出し法による積層体で形成されると共に、該シーラント層の樹脂層(B)が基材と対向するように積層され、且つ、該樹脂層(A)のTD断面におけるポリブテン−1のフィルムの厚み方向の平均分散径が1〜10μmであることを特徴とする易開封性包装材料からなる。
【0006】
上記において、樹脂層(A)のTD断面とは、シーラント層の製膜、ラミネート工程での機械における流れ方向と直交する方向にシーラント層の積層フィルムを切断した時の樹脂層(A)の断面を指すものである。
また、ポリブテン−1のフィルムの厚み方向の平均分散径は、ミクロトームを使用して前記TD断面を切断し、この断面を走査型電子顕微鏡で200〜2000倍に拡大して観察、写真撮影し、樹脂層(A)中に海島構造の島成分として分散しているポリブテン−1のフィルムの厚み方向の直径を測定し、その算術平均値を求めたものである。
【0007】
本発明の易開封性包装材料は、外側から、基材、樹脂層(B)、樹脂層(A)が順に積層された構成であり、基材としては、例えば、紙、金属箔、プラスチックフィルムの単体、またはこれらの二種以上を積層した積層体を使用することができる。プラスチックフィルムは、シリカやアルミナのような酸化物や、アルミニウムなどの金属の薄膜が形成された蒸着フィルムであってもよい。
そして、基材に積層されるシーラント層は、共押し出し法による樹脂層(B)と樹脂層(A)との積層体で形成され、基材に対向するように積層される樹脂層(B)は、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体で形成され、また、最内層となる樹脂層(A)は、低密度ポリエチレン100重量部に対して、ポリブテン−1を33〜82重量部の割合で混合してなる混合樹脂で形成されている。
また、シーラント層は、樹脂層(B)と樹脂層(A)とを共押し出しして形成されるので、両者の間には接着層が介在せず、これが良好な凝集破壊タイプのイージーピール層の形成に役立っている。
【0008】
上記樹脂層(A)が、易開封性包装材料のピール層となるものであり、樹脂層(A)において、ポリブテン−1は低密度ポリエチレンと実質的に非相溶性であるため、その混合樹脂からなる樹脂層(A)は所謂海島構造を形成し、海成分の低密度ポリエチレン中に島成分のポリブテン−1が分散した状態となる。従って、樹脂層(A)の凝集力が適度に低下し、良好な凝集破壊タイプのイージーピール性が発現される。
【0009】
樹脂層(A)の低密度ポリエチレンとポリブテン−1との混合割合は、低密度ポリエチレン100重量部に対して、ポリブテン−1が33〜82重量部の範囲が好ましく、ポリブテン−1の上記混合量が33重量部未満の場合は、ピール強度が強くなりすぎ、易開封性包装材料を例えばポリエチレンコート紙を用いた紙カップ容器などの蓋材として使用した場合、紙ムケを生じる恐れがあり好ましくなく、また、ポリブテン−1の上記混合量が82重量部を超える場合は、ピール強度が弱くなりすぎ、また、糸ひきが生じやすくなるため好ましくない。
【0010】
更に、樹脂層(A)のTD断面におけるポリブテン−1の前記平均分散径は、1〜10μmの範囲であることが好ましく、この平均分散径が1μm未満の場合は、開封時に糸ひきを生じやすくなり、また、平均分散径が10μmを超える場合は、ピール強度が弱く、不安定となるため好ましくない。
【0011】
また、樹脂層(B)のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、例えば、エチレン・メタクリル酸共重合体(以下、EMAA樹脂)、エチレン・アクリル酸共重合体(以下、EAA樹脂)を好適に使用することができる。
このようなエチレン・不飽和カルボン酸共重合体の樹脂層(B)を、ピール層となる樹脂層(A)の基材側に接着層を介在させることなく隣接して設けることにより、開封時のピール層の凝集破壊を樹脂層(A)と樹脂層(B)の界面近傍に集中させることができ、ピール強度を安定化し、また、糸ひきの発生を防止することができる。
また、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の樹脂層(B)を設けることにより、基材にシーラント層を積層した時に発生するカールを抑制することができる。
【0012】
上記樹脂層(B)と樹脂層(A)の積層体(シーラント層)は、共押し出し法を採ることにより、膜厚が比較的薄い場合でも所定の層比で容易に形成することができる。
樹脂層(B)と樹脂層(A)とで構成されるシーラント層と、基材との積層は、ドライラミネーション法、押し出しラミネーション法(サンドイッチラミネーション法とも呼ばれる)、共押し出しコート法のいずれの方法でも積層することができる。
ドライラミネーション法または押し出しラミネーション法で積層する場合は、樹脂層(B)と樹脂層(A)の積層フィルムを予め共押し出し法で作製する必要があるが、共押し出しコート法を採る場合は、樹脂層(B)と樹脂層(A)の積層フィルムを製膜と同時に基材に積層することができるので、工程が簡略化され生産性を向上させることができる。
また、前記樹脂層(B)のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体は、金属との熱接着性にも優れるため、基材の積層面がアルミニウム箔などの金属箔の場合でも、共押し出しコート法により、シーラント層を接着性よく積層することができる。
【0013】
従って、前記のような構成を採ることにより、カールが小さく、ヒートシール後の開封時に、糸ひきや紙ムケなどを生じることがなく、適度のピール強度で剥離することのできる凝集破壊タイプの易開封性包装材料を生産性よく提供することができる。
【0014】
請求項2に記載した発明は、前記樹脂層(A)の厚みが5〜15μmであって、且つ、前記樹脂層(B)の厚みが、樹脂層(A)の厚み以上であることを特徴とする請求項1記載の易開封性包装材料からなる。
【0015】
前記樹脂層(A)の厚みは5〜15μmの範囲が好ましく、樹脂層(A)の厚みが5μm未満の場合は、シール強度、ピール強度が不安定となり、挟雑物介在シール性も不充分となるため好ましくない。また、樹脂層(A)の厚みが15μmを超える場合は、開封時に糸ひきを生じやすくなるため好ましくない。
また、前記樹脂層(B)の厚みは、樹脂層(A)の厚みと同じか、それ以上であることが好ましく、樹脂層(A)の厚みの5倍程度までの範囲の厚みが好ましい。樹脂層(B)の厚みが、樹脂層(A)の厚みよりも薄い場合は、基材と積層した時のカールが大きくなり、更に、共押し出し法による樹脂層(A)と樹脂層(B)の積層加工も難しくなるため好ましくない。また、樹脂層(B)の厚みが少ないと、フランジ部に段差を有する紙カップ容器の蓋材として使用した場合、密封性が得られないことがある。
【0016】
このような構成を採ることにより、前記請求項1に記載した発明の作用効果に加えて、樹脂層(A)と樹脂層(B)のそれぞれの厚み、および両者の厚みバランスが適する範囲に形成されるので、カールが小さく、適度のピール強度を有し、糸ひきや紙ムケを発生することのない易開封性包装材料を一層確実に生産性よく提供することができる。
【0017】
請求項3に記載した発明は、前記低密度ポリエチレンが、融点110℃以下の高圧法低密度ポリエチレンであり、且つ、前記ポリブテン−1が、MFRが1〜20の範囲のホモポリマーであり、更に前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の融点が前記低密度ポリエチレンの融点よりも低いことを特徴とする請求項1または2に記載の易開封性包装材料である。
尚、本発明において、MFR(Melt Flow Rate)は、JIS K7210(熱可塑性プラスチックの流れ試験方法)に準じて測定したものである。
【0018】
前記樹脂層(A)の低密度ポリエチレンは、融点110℃以下の高圧法低密度ポリエチレンであることが好ましく、融点が110℃以下であって、密度が0.915〜0.920g/cm3 、MFRが20〜50の範囲の高圧法低密度ポリエチレンであることが更に好ましい。
低密度ポリエチレンの融点が110℃を超える場合は、シール強度が強くなりすぎるため、被着材がポリエチレンコート紙の場合、開封時に所謂紙ムケを生じやすくなり好ましくない。
【0019】
樹脂層(A)のポリブテン−1は、MFRが1〜20の範囲のホモポリマーであることが好ましく、且つ、融点が120℃以上であることが更に好ましい。
MFRが1未満の場合は、樹脂層(A)中のポリブテン−1の平均分散径が10μmを超えるようになり、シール強度が不安定になりやすく好ましくない。また、MFRが20を超える場合は、樹脂層(A)中のポリブテン−1の平均分散径が1μm未満となり、糸ひきを生じやすくなるため好ましくない。
また、ポリブテン−1の融点が120℃未満では、シール強度が強くなり、被着材がポリエチレンコート紙の場合、開封時に紙ムケを生じやすくなるため好ましくない。
例えば、前記ポリブテン−1をホモポリマーではなく、ブテン−1を主体とする他のオレフィンとの共重合体とした場合も、シール強度が強くなり、紙ムケを発生しやすくなるため好ましくない。
【0020】
樹脂層(B)のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体としては、前述したように、EMAA樹脂、EAA樹脂を好適に使用することができる。
EMAA樹脂は、密度が0.930〜0.940g/cm3 で、MFRが2〜20の範囲のものが好ましく、EAA樹脂は、密度が0.924〜0.941g/cm3 で、MFRが2〜20の範囲のものが好ましい。
このようなエチレン・不飽和カルボン酸共重合体の融点は、樹脂層(A)に用いられる前記低密度ポリエチレンの融点よりも低いことが好ましく、前記低密度ポリエチレンの融点よりも高い場合は、シーラント層の熱流動性が全体として低下し、被着材に凹凸や段差がある場合、所謂シール抜けが発生して良好な密封性が得られないため好ましくない。
【0021】
従って、前記のような構成を採ることにより、前記請求項1または2に記載した発明の作用効果に加えて、適度のヒートシール強度を有し、且つ、密封性とイージーピール性に一層優れた易開封性包装材料を確実に提供することができる。
【0022】
請求項4に記載した発明は、前記易開封性包装材料のシーラント層が、共押し出しコート法により、前記基材に積層されたシーラント層であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の易開封性包装材料からなる。
【0023】
このような構成を採ることにより、前記請求項1乃至3のいずれかに記載した発明の作用効果に加えて、樹脂層(A)と樹脂層(B)の積層体で形成されるシーラント層を共押し出し法で形成する際、共押し出しされたシーラント層の樹脂をそのまま基材にコートして積層できるので、基材とシーラント層との間にドライラミネート用の接着剤や熱接着性樹脂を使用する必要がなく、工程が簡略化され、経済性にも優れた易開封性包装材料を生産性よく提供することができる。
【0024】
請求項5に記載した発明は、請求項1乃至4のいずれかに記載の易開封性包装材料が、融点105〜115℃のポリエチレンを最内面にコートした紙カップ容器に蓋材としてヒートシールされており、開封時には前記樹脂層(A)が凝集破壊することを特徴とする易開封性容器である。
【0025】
このような構成を採ることにより、融点が105〜115℃のポリエチレンが最内面にコートされた紙カップ容器の開口部に、請求項1乃至4のいずれかに記載のカールが小さく、密封性とイージーピール性に優れた易開封性包装材料が蓋材としてヒートシールされているので、密封性がよく、且つ、開封時には、シーラント層の樹脂層(A)が適度のピール強度で凝集破壊され、糸ひきや紙ムケがなく、剥離面がきれいな状態で容易に開封することのできる易開封性容器を生産性よく提供することができる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明を具体的に説明する。
図1は、本発明の易開封性包装材料の一実施例の構成を示す模式断面図である。
本発明の易開封性包装材料100は、図1に示すように、少なくとも基材1とシーラント層6との積層体で形成され、更に該シーラント層6が、基材1側から、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体よりなる樹脂層(B)2と、低密度ポリエチレン100重量部に対してポリブテン−1が33〜82重量部の割合で混合されてなる樹脂層(A)3との共押し出し法による積層体で形成された構成である。
【0027】
このような構成の易開封性包装材料100は、基材1の積層面に、共押し出しコート法により、前記樹脂層(B)と樹脂層(A)とを2層で溶融押し出しコートして積層する方法で、容易に製造することができる。
また、別の製造方法として、共押し出し法により、一旦前記樹脂層(B)と樹脂層(A)との積層フィルムを作製した後、その積層フィルムを基材1の積層面に、ドライラミネーション法または押し出しラミネーション法(サンドイッチラミネーション法)でラミネートして製造することもできる。只、ドライラミネーション法で積層する場合は、基材1と樹脂層(B)2の間にドライラミネート用の接着剤層が介在し、押し出しラミネーション法で積層する場合は、基材1と樹脂層(B)2の間にポリオレフィン系樹脂などによる熱接着性樹脂層が介在することになるが、これらは図示していない。
【0028】
上記易開封性包装材料100の各層に用いる材料、およびそれによる作用効果については、先に説明したのでここでは省略する。
只、易開封性包装材料100のピール層となる最内層の樹脂層(A)3は、低密度ポリエチレン100重量部に対してポリブテン−1が33〜82重量部の範囲で混合された混合樹脂で形成されており、この樹脂層(A)3において、ポリブテン−1は低密度ポリエチレンとの相溶性がないため、図示したように、両者は所謂「海島構造」を形成し、海成分の低密度ポリエチレン(4)の中に、島成分のポリブテン−1(5)が分散した構造となる。
そして、この樹脂層(A)を、そのTD断面におけるポリブテン−1(4)のフィルムの厚み方向の平均分散径が1〜10μmの範囲内となるように形成することにより、樹脂層(A)の凝集力が適度に低下し、良好な凝集破壊タイプのイージーピール性が発現されるものである。
尚、図1において、樹脂層(A)3が、仮に樹脂層(A)のTD断面とすると、分散されたポリブテン−1(5)のフィルムの厚み方向の分散径はdで示され、その平均値が平均分散径である。
【0029】
本発明の易開封性包装材料は、インスタントラーメンなどの即席麺、ヨーグルト、スナック食品、納豆などの食品用ポリエチレンコート紙カップ容器にヒートシールして用いる蓋材として、特に好適に使用できるほか、袋などの形態に加工して、易開封性容器としても使用できるものである。
【0030】
【実施例】
以下に、実施例、比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
〔易開封性包装材料の作製〕
(実施例1)
基材として、外側から上質紙(米坪70g/m2 )/低密度ポリエチレン層(厚み15μm)/アルミニウム箔層(厚み7μm)が順に積層された積層フィルムを用い、そのアルミニウム箔面に、融点104℃の高圧法低密度ポリエチレン100重量部に対して融点125℃、MFRが3のポリブテン−1を54重量部の割合で混合した混合樹脂を前記樹脂層(A)に用い、融点98℃のEMAA樹脂を前記樹脂層(B)に用いて、その樹脂層(B)が対向するように、押し出し温度290℃で両者を共押し出しコートして積層し、下記構成の実施例1の易開封性包装材料を作製した。
上質紙(70g/m2 )/低密度ポリエチレン層(厚み15μm)/アルミニウム箔層(厚み7μm)/EMAA樹脂による樹脂層(B)(厚み20μm)/混合樹脂による樹脂層(A)(厚み10μm)
【0031】
(実施例2)
前記実施例1の易開封性包装材料の構成において、樹脂層(A)に混合して用いたポリブテン−1のみを、融点が125℃で、MFRが6のポリブテン−1に代えたほかは、総て実施例1と同様に加工して実施例2の易開封性包装材料を作製した。
【0032】
(実施例3)
前記実施例1の易開封性包装材料の構成において、樹脂層(B)に用いたEMAA樹脂のみを、融点96℃のEAA樹脂に代えたほかは、総て実施例1と同様に加工して実施例3の易開封性包装材料を作製した。
【0033】
〔試験〕
以上のように作製した実施例1〜3の易開封性包装材料を評価するため、下記の試験を実施し、その結果を表1にまとめて示した。
内面に融点106℃の低密度ポリエチレンが厚み20μmに押し出しコートされたカップ用紙(米坪280g/m2 )をテーパー付き紙カップ(上部の端部は外側にカーリング成形したもの)に成形した紙カップ容器を作製し、水を充填した後、その開口部にフラットな蓋体に打ち抜いた各実施例の易開封性包装材料を、160℃、150kPa、0.3secのシール条件でヒートシールし、その密封性と、手で開封した時の開封性(イージーピール性と剥離面の状態)を評価した。
カールについては、各実施例の易開封性包装材料を直径100mmの円形に打ち抜き、フラットなガラス板上に静置し、最高部の高さが7mmを超えるか否かにより、その大小を判定した。
また、樹脂層(A)におけるポリブテン−1のTD断面の平均分散径は、走査型電子顕微鏡で1000倍に拡大した断面写真を用いて測定した。
【0034】
【表1】
Figure 0004601801
【0035】
表1に示した結果から明らかなように、実施例1〜3の易開封性包装材料は、紙カップ容器の蓋材として使用した場合でも、いずれも、ヒートシールによる密封性に優れ、また、ピール層となる樹脂層(A)におけるポリブテン−1の前記平均分散径は1〜10μmの範囲内であり、良好な開封性、即ち、手で開封した時、適度のピール強さで蓋体を剥離することができ、剥離面に紙ムケや糸ひきを生じることもなく、凝集破壊による良好なイージーピール性を有していた。
また、カールに関しても、いずれも小さく、自動充填シール機などに対する機械適性も良好であった。
尚、前記凝集破壊については、開封後の蓋体とカップ容器の両方の剥離面の断面を顕微鏡で調べた結果、ピール層の樹脂が双方に認められたため、凝集破壊されたことが確認された。
【0036】
【発明の効果】
以上、詳しく説明したように、本発明によれば、カールが小さく、良好なヒートシール性を有し、内面にポリエチレンがコートされた紙カップ容器の蓋材に使用した場合でも、ヒートシール後の開封時に、剥離面に糸ひきや紙ムケを生じることがなく、適度のピール強度できれいに剥離することのできる凝集破壊タイプの易開封性包装材料と、それを用いた易開封性容器を生産性よく提供できる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の易開封性包装材料の一実施例の構成を示す模式断面図である。
【符号の説明】
1 基材
2 樹脂層(B)
3 樹脂層(A)
4 低密度ポリエチレン
5 ポリブテン−1
6 シーラント層
100 易開封性包装材料

Claims (4)

  1. 少なくとも基材とシーラント層との積層体で形成され、
    該シーラント層が、
    融点が110℃以下であって、密度が0.915〜0.920g/cm 3 、MFRが20〜50の範囲の低密度ポリエチレン100重量部に対して、MFRが1〜20の範囲であり、且つ、融点が120℃以上であるポリブテン−1が33〜82重量部の割合で混合されてなる樹脂層(A)と、密度が0.930〜0.940g/cm 3 で、MFRが2〜20の範囲のエチレン・メタクリル酸共重合体、または、密度が0.924〜0.941g/cm 3 で、MFRが2〜20の範囲のエチレン・アクリル酸共重合体からなり、且つ、前記高圧法低密度ポリエチレンの融点よりも低いものからなるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体よりなる樹脂層(B)との共押し出し法による積層体で形成されると共に、
    該シーラント層の樹脂層(B)が基材と対向するように積層され、
    且つ、該樹脂層(A)のTD断面におけるポリブテン−1のフィルムの厚み方向の平均分散径が1〜10μmであること
    を特徴とする易開封性包装材料。
  2. 前記樹脂層(A)の厚みが5〜15μmであって、且つ、前記樹脂層(B)の厚みが、樹脂層(A)の厚み以上であることを特徴とする請求項1記載の易開封性包装材料。
  3. 前記易開封性包装材料のシーラント層が、共押し出しコート法により、前記基材に積層されたシーラント層であることを特徴とする請求項1乃至2のいずれかに記載の易開封性包装材料。
  4. 請求項1乃至3のいずれかに記載の易開封性包装材料が、融点105〜115℃のポリエチレンを最内面にコートした紙カップ容器に蓋材としてヒートシールされており、開封時には前記樹脂層(A)が凝集破壊することを特徴とする易開封性容器。
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